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6.1.2 化学反应与电能（精练）
题组一 原电池的判断
1．（2021·全国·高一课时练习）原电池产生电流的本质原因是
A．原电池中，电解质溶液能电离出自由移动的离子
B．有两个活泼性不同的电极
C．导线将电极、电解质溶液连接，形成了闭合回路
D．原电池中发生了氧化还原反应
【答案】D
【解析】原电池中，外电路中，负极上失电子发生氧化反应，正极上得电子发生还原反应，电子从负极沿
导线流向正极；内电路中，电解质溶液中的阴离子向负极移动，阳离子向正极移动，所以形成了闭合回路，
产生了电流，所以在原电池中发生氧化还原反应是原电池产生电流的本质原因。故选：D。
2．（2021·全国·高一课时练习）（双选）在下图所示的装置中，能够形成原电池的是
A． B． C． D．
【答案】BD
【解析】A．缺少两个活泼性不同的电极，A错误；
B．两个活泼性不同的电极，形成闭合电路，将电极插入电解质溶液中，能自发的进行氧化还原反应，B
正确；C．乙醇为非电解质，C错误；
D．两个活泼性不同的电极，形成闭合电路，将电极插入电解质溶液中，能自发的进行氧化还原反应，D
正确；答案选BD。
题组二 原电池工作原理及应用
1．（2021·四川·邻水实验学校高一月考） 、 两根金属棒插入 溶液中构成如图所示装置，实验中电流
表指针发生偏转，同时 棒变粗， 棒变细，则 、 、 溶液可能是下列中的编号 溶液
A 稀硫酸
B 硝酸银溶液
C 硫酸铜溶液
D 稀硫酸
【答案】B
【解析】A．锌、铜在稀硫酸中构成原电池，X棒为活泼金属锌，做原电池的负极，失去电子发生氧化反
应生成锌离子，X棒变细，故A不符合题意；
B．锌、银在硝酸银溶液中构成原电池，X棒为不活泼金属银，做原电池的正极，银离子在正极得到电子
发生还原反应生成银，X棒变粗，Y棒为活泼金属锌，做原电池的负极，失去电子发生氧化反应生成锌离
子，Y棒变细，故B符合题意；
C．铜、银在硫酸铜溶液中构成原电池，铜的金属性强于银，X棒为金属铜，做原电池的负极，失去电子
发生氧化反应生成铜离子，X棒变细，故C不符合题意；
D．锌、铜在稀硫酸中构成原电池，X棒为不活泼金属铜，做原电池的正极，氢离子在正极得到电子发生
还原反应生成氢气，X棒没有变化，故D不符合题意；
故选B。
2．（2021·河北承德第一中学高一月考）已知：电流效率等于电路中通过的电子数与消耗负极材料失去的
电子总数之比。现有两个电池Ⅰ、Ⅱ，装置如图所示。(阴离子交换膜只允许阴离子可以“通过”)下列说
法正确的是A．Ⅰ和Ⅱ的电池反应不相同
B．能量转化形式不同
C．Ⅰ的电流效率低于Ⅱ的电流效率
D．5 min后，Ⅰ、Ⅱ中都只含1种溶质
【答案】C
【解析】A．电池Ⅰ和电池Ⅱ的电池反应相同，A错误；
B．Ⅰ和Ⅱ都是将化学能转化为电能的装置，B错误；
C．电池Ⅰ的工作原理和电池Ⅱ相似,都是将化学能转化为电能的装置，采用了离子交换膜，金属铜和铁离
子之间不接触，减少能量损失，Ⅰ的电流效率低于Ⅱ的电流效率，C正确；
D．根据电极反应，负极反应式：Cu-2e-=Cu2+，正极上是2Fe3++2e-=2Fe2+，总反应是：2Fe3+ +Cu=Cu2+
+2Fe2+，5 min后Ⅰ和Ⅱ中都含2种溶质：氯化铜和氯化亚铁，D错误；
故合理选项是C。
3（2021·云南·玉溪第二中学高一期中）把A、B、C、D四块金属片浸入稀硫酸中，分别用导线两两相连可
以组成原电池。A、B相连时A为负极；C、D相连时，电流由D→C；A、C相连时，C极上产生大量气泡；
B、D相连时，D极发生氧化反应。这四种金属的活动顺序是
A．A>B>C>D B．A>C>D>B C．C>A>B>D D．A>B>D>C
【答案】B
【解析】A、B相连时A为负极，说明A比B活泼，C、D相连时，电流由D→C，D为正极，C为负极，
说明C比D活泼，A、C相连时，C极上产生大量气泡，A为负极，C为正极，故A比C活泼；B、D相连
时，D极发生氧化反应，D为负极，B为正极，说明D比B活泼，故这四种金属的活动顺序是
A>C>D>B，故答案为：B。
4（2021·全国·高一课时练习）有a、b、c、d四种金属。将a与b用导线连接起来，浸入电解质溶液中，a
不断腐蚀；将a、d分别投入同浓度的盐酸中，d比a反应剧烈；将铜浸入b的盐溶液中，无明显变化；如
果把铜浸入c的盐溶液里，有金属c析出。根据以上现象判断，它们的活动性由强到弱的顺序是A．d c a b B．d a b c C．d b a c D．b a d c
【答案】B
【解析】将 a 与 b 用导线连接起来，浸入电解质溶液中，a 不断腐蚀，说明b是正极，因此活泼性是a＞
b；将 a、d 分别投入等浓度盐酸中，d比 a 反应剧烈，说明金属活动性d＞a；活泼的金属可以将不活泼
的金属从其盐溶液中置换出来，所以活泼性是b＞c，综合以上可知活动性由强到弱顺序是：d>a>b> c，答
案选B。
5．（2021·全国·高一课时练习）有甲、乙、丙、丁四种金属，将甲乙用导线相连放入稀硫酸中可以看到甲
慢慢溶解，而乙表面上有气泡逸出，把丁放到甲的硫酸盐溶液中，丁的表面覆盖一层甲的单质，丙能和水
反应放出氢气，甲能和稀盐酸反应放出氢气，已知四种金属中有一种是铜，则铜是
A．甲 B．乙 C．丙 D．丁
【答案】B
【解析】甲、乙用导线相连放入稀HSO 中，甲慢慢溶解，乙表面上有气泡逸出，则甲为原电池负极，活
2 4
泼性：甲>乙；
把丁放到甲的硫酸盐溶液中，丁的表面覆盖一层甲的单质，说明活泼性：丁>甲；
甲放入稀盐酸中会产生H，则甲排在氢的前面，丙能和水反应放出氢气，则活泼性：丙>甲>H；
2
可得活泼顺序为：丁>丙>甲>乙，由甲>H，说明只有乙才可能排在H后，故金属铜是乙，故选：B。
6．（2021·全国·高一课时练习）把a、b、c、d四块金属片浸泡在稀硫酸中，用导线两两相连可以组成各
种原电池。若a、b相连时，a为负极；c、d相连时， d上有气泡逸出；a、c相连时，a极减轻；b、d相连
时，b为正极。则这四种金属活泼性顺序由强到弱的顺序为
A．a＞b＞c＞d B．a＞c＞b＞d C．a＞c＞d＞b D．b＞d＞a＞c
【答案】C
【解析】若a、b相连时，a为负极，活动性a＞b；c、d相连时c为负极，活动性c＞d；a、c相连时c为正
极，a为负极，活动性a＞c；b、d相连时b为正极，d为负极，活动性d＞b；则有活动性a＞c＞d＞b。综
上所述选C。
7．（2021·全国·高一课时练习）下列各烧杯中盛有海水，铁在其中被腐蚀的速率，由快到慢的顺序为
A．①②③④ B．②③④① C．④②①③ D．④③①②【答案】C
【解析】金属腐蚀快慢的比较规律：电解池的阳极>原电池的负极>化学腐蚀>原电池的正极>电解池的阴极，
金属活泼性：Zn＞Fe＞Sn＞Cu，②中Fe为负极，③中Fe为正极，④中Fe为负极，由于④中两极活动性
相差较大，Fe被腐蚀的更快，铁在其中被腐蚀的速率，由快到慢的顺序为④②①③，综上所述故选C。
8．（2021·全国·高一课时练习）纯锌跟稀硫酸反应速率很小，为了加快锌的溶解和放出氢气的速率，并且
使产生氢气的量不变，当锌过量时，可向其中加入少量
A．硫酸铜溶液 B．硫化铜固体 C．铜 D．镁条
【答案】C
【解析】A．锌和铜离子反应生成铜，铜、锌和稀硫酸能构成原电池而加快反应速率，但影响氢气的产量，
故A错误；
B．CuS难溶于水，不与稀硫酸反应，加入CuS固体对反应速率和氢气产量无影响，故B错误；
C．向硫酸溶液中加入铜，铜、锌和稀硫酸构成原电池，加快反应速率且不影响氢气的产量，故C正确；
D．向硫酸溶液中加入镁条，锌、镁和稀硫酸构成原电池，加快反应速率，但镁也和稀硫酸反应生成氢气，
所以影响氢气产量，故D错误；
故选：C。
9．（2021·全国·高一课时练习）下列关于铜、锌和稀硫酸组成的原电池的说法中，正确的是
A．溶液中的H+在铜极得电子放电析出
B．电池工作过程中，溶液的pH值不变
C．电子从铜流向锌
D．铜作负极
【答案】A
【解析】A．铜为正极带负电，溶液中的H+在铜极得电子放电析出，A正确；
B．原电池工作时，阳离子向正极移动，阴离子向负极移动，正极生产氢气，氢离子浓度逐渐减小，则pH
增大，B错误；
C．铜为正极锌为负极，电子从负极流向正极，电子从锌流向铜，C错误；
D．锌比铜活泼，形成原电池时，锌为负极，D错误；
答案选A。
10．（2021·山东·枣庄八中高一月考）由U形管、质量为 的铁棒、质量为 的碳棒和
溶液组成的装置如图所示，下列说法正确的是A．闭合K，电子通过电解质溶液移到碳棒上
B．闭合K，铁棒上有紫红色固体析出
C．闭合K，当电路中有 个电子通过时，理论上碳棒与铁棒的质量差为
D．闭合K，铁棒表面发生的电极反应为
【答案】C
【解析】A．闭合K，电子由铁棒通过导线移到碳棒上，故A错误；
B．由分析可知，闭合K，碳棒为正极，溶液中铜离子在正极得到电子发生还原反应生成铜，碳棒上有紫
红色固体析出，故B错误；
C．闭合K，当电路中有0.3N 个电子通过时，负极上减少的质量为 ，正极上增加的
A
质量为 ，则理论上碳棒与铁棒的质量差为(8.4g+9.6g)=18g，故C正确；
D．由分析可知，闭合K，铁棒做原电池的负极，铁失去电子发生氧化反应生成亚铁离子，电极反应式为
Fe—2e-=Fe2+，故D错误；
故选C。
11．（2021·全国·高一课时练习）某原电池的离子方程式是：Zn + Cu2+ → Cu + Zn2+，该原电池正确的组成
是
正极 负极 电解质溶液
A Cu Zn ZnSO
4
B Cu Zn CuSO
4
C Zn Cu CuSO
4
D Cu Zn HSO
2 4【答案】B
【解析】分析题目中的反应，可得：（-）锌：Zn-2e-= Zn2+，（+）：Cu2++2e-= Cu；则要求：锌片做负极，
正极为活泼性比锌弱的金属或石墨，电解质溶液提供Cu2+，综上所述故
12．（2021·甘肃·永昌县第一高级中学高一期末）有甲、乙两位同学均想利用原电池反应检测金属的活动
性顺序，两人均用镁片和铝片作电极，但甲同学将电极放入6mol·L-1的HSO 溶液中，乙同学将电极放入
2 4
6mol·L-1的NaOH溶液中，如图所示。
（1）写出甲中正极的电极反应式___。
（2）乙中负极的电极反应式为___，总反应的离子方程式：___。
（3）如果甲与乙同学均认为“构成原电池的电极材料如果都是金属，则负极材料的金属应比正极材料的
金属活泼”，则甲会判断出___金属活动性更强，而乙会判断出___金属活动性更强(填写元素符号)。
（4）由此实验得出的下列结论中，正确的有___。
A．利用原电池反应判断金属活动性顺序时应注意选择合适的介质
B．镁的金属性不一定比铝的金属性强
C．该实验说明金属活动性顺序表已过时，没有实用价值了
D．该实验说明化学研究对象复杂、反应受条件影响较大，因此应具体问题具体分析
【答案】
（1）2H++2e-=H ↑
2
（2） Al-3e-+4OH-=AlO +2H O 2Al+2OH-+2H O=2AlO +3H ↑
2 2 2
（3） Mg Al
（4）AD
【解析】（1）甲中镁易失电子作负极、Al作正极，正极上氢离子得电子生成氢气，正极反应式为2H++2e-
=H ↑；
2（2）碱性介质中镁不反应，铝失电子生成NaAlO 、作负极、镁作正极，负极反应式为：Al-3e-+4OH-=AlO
2
+2H O，Al和NaOH溶液反应生成偏铝酸钠和氢气，总反应为2Al+2OH-+2H O=2 AlO +3H ↑，
2 2 2
（3）负极材料会溶解，甲中Mg溶解，会判断出Mg的活泼性比Al的，乙中Al溶解，会判断出Al更活泼；
（4）A．根据甲、乙中电极反应式可知，原电池正负极反应与电解质溶液有关，即判断金属活动性顺序时
应注意选择合适的电解质溶液，故A正确；
B．镁的金属性大于铝，比较金属性强弱常选择金属与水或非氧化性酸反应，根据气泡快慢判断，故B错
误；
C．该实验说明电解质溶液性质影响电极的正负，不能说明金属活动性顺序错误、没有实用价值，故C错
误；
D．该实验说明化学研究对象复杂，反应与外界条件有关，反应条件不同导致反应产物不同，所以应具体
问题具体分析，故D正确；
故答案为：AD。
13．（2021·内蒙古赤峰·高一期末）化学反应中伴随着能量变化，探究各种能量变化是一永恒的主题。
（1）下列变化属于放热反应的是_______(填序号)。
a.生石灰溶于水
b.浓硫酸稀释
c.氢氧化钠固体溶于水
d.铜溶于浓硝酸
e.氯化铵固体与氢氧化钡晶体混合搅拌
f.过氧化钠溶于水
（2） 分解时的能量变化关系如图所示，
① 分解反应为_______反应(选填：吸热、放热)。②查阅资料得知：将作为催化剂的 溶液加入 溶液后，溶液中会发生两个氧化还原反应，且
两个反应中 均参加了反应，试从催化剂的角度分析，这两个氧化还原反应的离子方程式分别是：
和_______。
（3）如图是某化学兴趣小组探究不同条件下化学能转变为电能的装置：
①当电极a为镁，电极b为铝，电解质溶液为氢氧化钠溶液时，该电池的负极为_______(填名称)。
②质量相同的铜棒和铁棒用导线连接后插入 溶液中，一段时间后，取出洗净、干燥、称量，二者质
量差为12g，则导线中通过的电子的数目为_______。
【答案】
（1）adf
（2） 放热 2Fe2++H O+2H+=2Fe3++2H O
2 2 2
（3） 铝 1.204×1023
【解析】（1）a．生石灰溶于水，与水反应产生Ca(OH) ，该反应发生放出热量，为放热反应，a符合题意；
2
b．浓硫酸稀释会放出热量，但该变化没有新物质生成，不是化学变化，b不符合题意；
c．碳酸氢钠固体溶于盐酸，反应发生吸收热量，故该反应是吸热反应，c不符合题意；
d．铜溶于浓硝酸，发生反应放出热量，因此该反应是放热反应，d符合题意；
e．氯化铵固体与氢氧化钡晶体混合搅拌，发生反应吸收热量，因此该反应是吸热反应，e不符合题意；
f．过氧化钠溶于水，发生反应产生NaOH和O，发生反应放出热量，因此该反应为放热反应，f符合题意；
2
故合理选项是adf；
（2）①由图像可知，生成物总能量低于反应物总能量，为放热反应；②将作为催化剂的Fe (SO ) 溶液加
2 4 3
入HO 溶液后，溶液中会发生两个氧化还原反应，第一个是2Fe3++H O=2Fe2++O ↑+2H+，第二个是HO 将
2 2 2 2 2 2 2
Fe2+氧化为Fe3+，HO 被还原产生HO，该反应的离子方程式为：2Fe2++H O+2H+=2Fe3++2H O；
2 2 2 2 2 2（3）①当电极a为镁，电极b为铝，电解质溶液为NaOH溶液时，由于Al能够与NaOH溶液发生反应，
而Mg不能发生反应，故该电池的负极材料为铝，正极材料为镁；
②铜棒和铁棒用导线连接后插入CuSO 溶液，形成原电池, Fe作负极，失去电子变为Fe2+进入溶液，所以
4
负极质量减小；Cu作正极，Cu2+在正极得电子生成Cu单质，正极质量增大，总反应为：
Fe+Cu2+=Cu+Fe2+，反应过程转移2 mol电子，两极质量相差(56+64)g=120 g，当两极相差12 g时，转移电
子物质的量为n(e-)= =0.2 mol，则转移的电子数目N(e-)=0.2 mol×6.02×1023/mol=1.204×1023。
14．（2021·重庆市清华中学校高一月考）人们常常利用化学反应中的能量变化为人类服务。
(1)氢能是一种具有发展前景的理想清洁能源，氢气燃烧时放出大量的热。氢气燃烧生成水蒸气的能量变化
如图所示：
根据上图可知，在化学反应中，不仅存在物质的变化，而且伴随着_______变化，1mol 完全燃烧生成
1molH O(气态)时，释放的能量是_______kJ。
2
(2)下列化学反应在理论上可以设计成原电池的是_______。
A．CO+C=2COB．
2
C．CH+2O CO+2H OD．
4 2 2 2
(3)某化学兴趣小组为了探索铝电极在原电池中的作用，设计并进行了以下一系列实验。实验结果记录加表：
编号 电极材料 电解质溶液 电流计指针偏转方向
1 Mg、Al 稀盐酸 偏向Al
2 Al、Cu 稀盐酸 偏向Cu
3 Al、石墨 稀盐酸 偏向石墨
4 Mg、Al NaOH溶液 偏向Mg根据表中记录的实验现象，回答下列问题。
①实验1中铝为_______极(填正或负)
②实验4中铝为_______极(填正或负)，写出铝电极的电极反应式：_______。
③根据以上实验结果，在原电池中相对活泼的金属作正极还是作负极受到哪些因素的影响？___。
【答案】（1）能量 245
（2）C
（3）①正 ②负 Al+3e-+4OH-= +2H O ③金属的还原性、电解质溶液
2
【解析】(1)根据上图可知，在化学反应中，不仅存在物质的变化，而且伴随着能量变化，1molH 完全燃烧
2
生成1molH O(气态)时，释放的能量是930kJ-436kJ-240kJ=254kJ；
2
(2)能设计成原电池的反应通常是放热反应，且必须是能自发进行的氧化还原反应，BD不是氧化还原反应，
A为吸热反应，故选C。
(3)①活泼金属做负极，故实验1中的Al作正极；
②实验4中电流表的指针偏向Mg，故Al作负极，因为铝能与氢氧化钠溶液反应而镁不能，负极反应式为
Al+3e-+4OH-= +2H O；
2
③根据实验结果，总结在原电池中金属铝作正极还是负极受到影响的因素有电解质溶液、金属的还原性。
15．（2021·甘肃省临夏县中学高一期末）写出下列原电池的电极反应和总反应(属于离子反应的，用离子
方程式表示)。
负极 正极 电解质溶液
(1) 铁 铜 稀硫酸
(2) 铜 银 AgNO 溶液
3
（1）负极：___________；正极：___________；总反应式：___________。
（2）负极：___________；正极：___________；总反应式：___________。
【答案】
（1） Fe-2e-=Fe2＋ 2H＋＋2e-=H ↑ Fe＋2H＋=Fe2＋＋H↑
2 2
（2） Cu-2e-=Cu2＋ 2Ag＋＋2e-=2Ag Cu＋2Ag＋=Cu2＋＋2Ag
【解析】（1）金属性铁强于铜，构成的原电池中铁是负极，反应是为Fe-2e-=Fe2＋，铜是正极，溶液中的
氢离子放电，电极反应式为2H＋＋2e-=H ↑，总反应是为Fe＋2H＋=Fe2＋＋H↑。
2 2（2）金属性铜强于银，构成的原电池中铜是负极，反应是为Cu-2e-=Cu2＋，银是正极，溶液中的银离子放
电，反应是为2Ag＋＋2e-=2Ag，因此总反应式为Cu＋2Ag＋=Cu2＋＋2Ag。
题组三 燃料电池
1．（2021·福建·泉州五中高一期中）LED产品的使用为城市增添色彩。如图是氢氧燃料电池驱动LED发
光的一种装置示意图。下列有关叙述正确的是
A．电路中的电子从负极经外电路到正极，再经过KOH溶液回到负极，形成闭合回路
B．a处通入氢气，b处通氧气，该装置将化学能最终转化为电能
C．电池放电后，电解质溶液中OH-的物质的量浓度减小
D．通入O 的电极发生反应：O+4e-+4H+=2H O
2 2 2
【答案】C
【解析】A. 电路中的电子从负极经外电路到正极，但是电子不经过KOH溶液，A不正确；
B. 由外电路中电子的运动方向可知，a是负极、b是正极，故a处通入氢气、 b处通氧气，该装置将化学
能最终转化为光能，故B不正确；
C. 电池放电后，电池反应产物是水，故 OH－的物质的量浓度减小，故C正确；
D. 通入O 的b为正极，电极发生反应为O + 2H O+4e－ ＝ 4OH－，故D不正确。
2 2 2
故选C。
2．（2021·山东济南·高一期末）氢氧燃料电池可以使用在航天飞机上，其反应原理如图。下列说法正确的
是A．该电池的总反应：
B．该电池工作时电能转化为化学能
C．外电路中电子由电极b通过导线流向电极a
D．该电池的离子导体可以选择稀硫酸，也可选择酒精溶液
【答案】A
【解析】A．由分析可知，电池的总反应为 ，故A正确；
B．燃料电池工作时，将化学能转化为电能，故B错误；
C．燃料电池工作时，外电路中电子由负极电极a通过导线流向正极电极b，故C错误；
D．若离子导体选择酒精溶液，酒精是非电解质，不能形成闭合回路，不能构成原电池，故D错误；
故选A。
3．（2021·重庆市清华中学校高一月考）在第十三届阿布扎比国际防务展上，采用先进的氢氧燃料电池系
统的无人机，创造了该级别270分钟续航的新世界记录。下列有关氢氧燃料电池的说法正确的是
A．通入氧气的电极发生氧化反应
B．碱性电解液中阳离子向通入氢气的方向移动
C．正极的电极反应式为：
D．该电池工作时，每消耗22.4L 转移4mol电子
【答案】C
【解析】A．该电池工作时化学能转化为电能，通入氢气的一极为电源的负极，发生氧化反应，故A错误；
B．阳离子向正极移动即通入氧气的一极移动，故B错误；
C．通入氧气的一极为原电池的正极，电极反应式为O+2H O+4e-═4OH-，故C正确；
2 2
D．无标准状况，无法计算物质的量，故D错误；答案选C。
4（2021·辽宁葫芦岛·高一期末）如图是氢氧燃料电池构造图。关于该电池说法不正确的是
A．a极是负极
B．电子由a通过灯泡流向b
C．正极的电极反应是：
D．氢氧燃料电池是环保电池
【答案】C
【解析】A．a极氢气失电子发生氧化反应，a是负极，故A正确；
B．a是负极、b是正极，电子由a通过灯泡流向b，故B正确；
C．正极的电极反应是： ，故C错误；
D．氢氧燃料电池产物是水，所以是环保电池，故D正确；
选C。
5．（2021·贵州遵义·高一期末）氢氧燃料电池反应为： ，电解液为KOH，反应能保持在
较高温度，使生成的 蒸发，下列叙述正确的是
A．该电池转移4mol电子时， 消耗22.4L
B．该电池是化学环境友好电池
C．电池工作过程中，化学能100%的转化成了电能
D．电极反应为：负极 ；正极【答案】B
【解析】A．根据反应方程式可以得知，该电池每转移4mol电子，消耗1mol O，但是题中并未说明反应
2
条件是否为标况，故无法计算消耗O 的体积，A错误；
2
B．该电池的产物只有水，故该电池对环境友好，B正确；
C．该电池工作过程中，反应能保持在较高温度，使生成的水蒸发，说明化学能并非100%转化为电能，还
有一部分转化为热能，C错误；
D．该氢氧燃烧电池中，电解液为KOH，负极反应为2H+4OH--4e-=4H O，正极反应为O+2H O+4e-
2 2 2 2
=4OH-，D错误；
故选B。
6．（2021·福建·仙游一中高一期末）潜艇中使用的液氨—液氧燃料电池工作原理如图所示，下列有关说法
正确的是
A．电极b名称是负极
B．电极a上发生氧化反应
C．电解质溶液中OH—向b极移动
D．电极b的电极反应式为：O+4e—+4H+=2H O
2 2
【答案】B
【解析】A．由分析可知，电极b为燃料电池的正极，故A错误；
B．由分析可知，电极a为燃料电池的负极，碱性条件下，氨气在负极失去电子发生氧化反应生成氮气，
故B正确；
C．燃料电池工作时，电解质溶液中阴离子OH—向负极a极移动，故C错误；
D．由分析可知，电极b为正极，氧气和水在正极得到电子发生还原反应生成氢氧根离子，电极反应式为
O+4e—+2H O=4 OH—，故D错误；
2 2故选B。
7（2021·陕西·洋县中学高一月考）按要求回答下列问题
（1）下列变化中满足如图图示的是_______(填选项字母)；
A．镁和稀盐酸的反应 B．Ba(OH) •8H O与NH Cl的反应
2 2 4
C．NaOH固体加入水中 D．乙醇燃烧
（2）将铝片和铜片用导线相连，一组插入浓硝酸中，一组插入烧碱溶液中，分别形成了原电池，在这两
个原电池中，负极分别为_______(填选项字母)；
A．铝片、铜片 B．铜片、铝片 C．铝片、铝片
（3）FeCl 溶液常用于腐蚀印刷电路铜板，发生2FeCl +Cu=2FeCl +CuCl ，若将此反应设计成原电池，当
3 3 2 2
线路中转移0.2 mol电子时，则被腐蚀铜的质量为_______g；
（4）燃料电池是一种高效、环境友好的供电装置，如图是电解质为稀硫酸溶液的氢氧燃料电池原理示意
图，回答下列问题：
①氢氧燃料电池的正极反应化学方程式是：_______；
②电池工作一段时间后硫酸溶液的pH_______
【答案】
（1）AD
（2）B
（3）6.4g
（4） O+4H++4e—＝2HO 增大
2 2【解析】（1）由图可知，反应物的总能量高于生成物的总能量，该反应为放热反应；
A．镁和稀盐酸的反应为放热反应，故符合题意；
B．Ba(OH) •8H O与NH Cl的反应是吸热反应，故不符合题意；
2 2 4
C．NaOH固体加入水中的过程为放热过程，不是放热反应，故不符合题意；
D．乙醇燃烧的反应为放热反应，故符合题意；故选AD；
（2）将铝片和铜片用导线相连，插入浓硝酸中，铝片在浓硝酸中钝化，阻碍反应的继续进行，铜能与浓
硝酸剧烈反应，铝铜在浓硝酸中形成的原电池中，铜做原电池的负极，铝做正极；将铝片和铜片用导线相
连，插入烧碱溶液中，铝能与氢氧化钠溶液反应，铜不能与氢氧化钠溶液反应，镁铝在氢氧化钠溶液中形
成的原电池中，铝做原电池的负极，镁做正极，则两个原电池中，负极分别为铜和铝，故选B；
（3）由题意可知，铜与氯化铁溶液反应构成的原电池中，当线路中转移0.2 mol电子时，负极上被腐蚀铜
的质量为0.2 mol× ×64g/mol=6.4g，故答案为：6.4g；
（4）①氢氧燃料电池的正极为通入氧气的b电极，酸性条件下氧气在正极上得到电子发生还原反应生成水，
电极反应式为O+4H++4e—＝2HO，故答案为：O+4H++4e—＝2HO；
2 2 2 2
②电池的总反应方程式为O+2H =2H O，工作一段时间后，反应生成的水使溶液体积增大，硫酸的物质的
2 2 2
量不变，溶液中氢离子浓度减小，溶液的pH增大，故答案为：增大。
8．（2021·河北·张家口市第一中学高一月考）电池在我们的生活中有着重要的应用，请回答下列问题：
（1）为了验证Fe2+与Cu2+氧化性强弱，下列装置能达到实验目的的是____(填序号)，写出正极的电极反应
式____。若构建原电池时两个电极的质量相等，当导线中通过0.05mol电子时，两个电极的质量差为____。
（2）将CH 设计成燃料电池，其利用率更高，装置如图所示(A、B为多孔碳棒)。
4
实验测得OH-向B电极定向移动，则___(填“A”或“B”)处电极入口通甲烷，该电池正极的电极反应式为
___当消耗甲烷的体积为33.6L(标准状况下)时，正极消耗氧气的物质的量为___。【答案】
（1） ③ Cu2++2e-=Cu 3g
（2） B O +4e-+2H O=4OH- 3mol
2 2
【解析】（1）①中铜是负极，碳是正极，铁离子在正极放电生成亚铁离子，不能比较Fe2+与Cu2+氧化性强
弱；
②中在常温下铁遇浓硝酸发生钝化，铁是正极，铜是负极，不能比较Fe2+与Cu2+氧化性强弱；
③中铁是负极，碳是正极，铜离子在正极得到电子生成铜，能比较Fe2+与Cu2+氧化性强弱，正极的电极反
应为Cu2++2e-=Cu；
当导线中通过0.05mol电子时，消耗铁0.025mol×56＝1.4g，析出铜是0.025mol×64g/mol＝1.6g，则两个电
极的质量差为1.4g+1.6g＝3.0g；（2）
①实验测得OH-定向移向B电极，则B电极是负极，因此B处电极入口通甲烷，正极的电极反应式为
O+4e-+2H O=4OH-；
2 2
②甲烷的体积为33.6L(标准状况下)，物质的量是1.5mol，则导线中转移电子的物质的量为1.5mol×8＝
12mol，消耗的氧气的物质的量为3mol。
9．（2021·河南·高一期末）理论上讲，任何自发的氧化还原反应都可以设计成原电池。
(1)请利用反应“3Cu+8H++2 =4H O+3Cu2++2NO↑”设制一个化学电池，回答下列问题：
2
①该电池的负极材料是___________，电解质溶液是___________；
②正极的电极反应式为___________；
③当生成的气体标在准状况下的体积为0.224L时，电路中电子转移了___________mol
(2)已知燃料电池的总反应式为 ，电池中有一极的电极反应式为
。
①这个电极是燃料电池的___________(填“正极”或“负极”)，另一个电极上的电极反应式为：
___________。
②随着电池不断放电，电解质溶液的碱性___________(填“增大”、“减小”或“不变”)。
【答案】（1）①Cu 溶液 ②4H++ =2H O+NO↑ ③0.03
2
（2）①正极 CH+10OH-－8e-= +H O ②减小
4 2【解析】(1)根据总反应“ ”可知，Cu失电子发生氧化反应，硝
酸根离子得电子发生还原反应，若设计成原电池，则根据原电池的工作原理可知，
①该电池的负极材料是Cu，电解质溶液是 溶液，故答案为：Cu； 溶液；
②正极硝酸根离子得电子转化NO，根据电荷守恒和原子守恒可知，其电极反应式为：
；
③因为NO 3e-，所以当生成的气体标在准状况下的体积为 （0.01mol）时，电路中转移的电子的物
质的量为0.01mol 3=0.03mol；
(2) ①根据电极总反应式可看出该燃料电池中，氧气参与反应，得电子，作原电池的正极；甲烷在负极发
生失电子的氧化反应生成碳酸钾，其电极反应式为： ，故答案为：正极；
；
②根据总反应可看出，随着电池不断放电，电解质KOH不断被消耗，所以电解质溶液的碱性不断减小，
故答案为：减小；
10．（2021·江西抚州·高一期末）人们应用原电池原理制作了多种电池，以满足不同的需要，广泛使用于
日常生活、生产和科学技术等方面，请根据题中提供的信息，填写空格。
(1)铅蓄电池在放电时发生的电池反应式为： 。正极电极反应为
___________。
(2)某学习小组依据氧化还原反应： 设计成原电池，则正极发生的电极反应为
___________，电解质溶液是___________(填化学式)，当反应进行到一段时间后取出电极材料，测得某一
电极增重了10.8g，则该原电池中共转移的电子数目为___________。
(3)燃料电池是一种高效、环境友好的供电装置，如图为某种燃料电池的工作原理示意图，a、b均为惰性电
极。①使用时，空气从___________口通入(填“A”或“B”)；
②假设使用的“燃料”是甲醇，则a极的电极反应为：___________。
【答案】（1）
（2） 0.1
（3）①B ②
【解析】(1)铅蓄电池的电池总反应式为：Pb+PbO+2H SO =2PbSO+2H O，依据反应的总电池反应，反应
2 2 4 4 2
中PbO 中Pb元素化合价降低，在正极得到电子发生还原反应生成硫酸铅，电极反应为：PbO +2e-+4H+
2 2
+SO2-=PbSO+2H O；
4 4 2
(2)若将反应2Ag++Cu=Cu2++2Ag设计成原电池，则正极上，Ag+得电子，发生还原反应生成Ag，电极反应
为Ag++e-=Ag，电解质溶液是AgNO 溶液；正极上，Ag+得电子生成Ag，增重的电极一定是正极，则正极
3
增重的质量就是析出银的质量，当质量增加10.8g时，n(Ag)=10.8g÷108g/mol =0.1mol，根据电极反应可知
原电池反应共转移电子的数目为0.1N ；
A
(3)①氢氧燃料电池中，通入氧气的一极为电池的正极，发生还原反应，该电池的正极方程式为：O+4e-
2
+4H+=2H O，则根据途中电子移动方向，可以得知使用时，空气应从B口通入；
2
②a极为电池负极，若使用的“燃料”是甲醇，则a极的电极反应为 。
题组四 化学电源
1．（2021·湖北·高一期中）下列有关电池的说法中正确的是A．锌锰干电池工作一段时间后碳棒变细
B．氢氧燃料电池是将热能直接转变为电能
C．充电电池可以无限制地反复充电、放电
D．氢氧燃料电池比氢气直接燃烧发电能量利用率高
【答案】D
【解析】A．锌锰干电池工作时，碳棒不参与正极反应，一段时间后碳棒不变，故A错误；
B．氢氧燃料电池是将化学能直接转变为电能，故B错误；
C．充电电池不可以无限制地反复放电、充电，有其使用寿命，故C错误；
D．燃料电池能量利用率高，氢氧燃料电池比氢气直接燃烧发电能量利用率高，故D正确；
选D。
2．（2021·贵州铜仁·高一期末）下列各种电池不会造成环境污染的是
A．太阳能电池 B．锌锰干电池 C．铅蓄电池 D．镉镍电池
【答案】A
【解析】A．太阳能电池是把太阳释放出的能量转化为电能，不会对环境带来污染，故A可选；
B．锌锰干电池中含有重金属离子如锰离子等，易造成环境污染，故B不选；
C．铅蓄电池中含有重金属离子，如铅离子等，会造成环境污染，故C不选；
D．镉镍电池中含有重金属离子镍、铬等离子，会造成环境污染，故D不选；
故选A。
3（2021·云南昆明·高一期末）下列有关化学电池装置的叙述中，不正确的是
图I碱性锌锰电池 图II铅—硫酸蓄电池 图III原电池 图IV银锌纽扣电池
A．图I所示电池工作时，锌粉失电子
B．图II所示电池放电过程中，电解质溶液中的 移向 极
C．图III所示装置工作过程中，正极发生氧化反应
D．图IV所示电池中， 是氧化剂，电池工作过程中被还原为Ag【答案】C
【解析】A．该电池反应中，锌粉失电子被氧化，故A正确；
B．铅蓄电池放电时发生原电池反应，溶液中的阳离子移向正极，即 移向 极，故B正确；
C．该装置为原电池，Fe为负极，Cu为正极，负极发生氧化反应，正极发生还原反应，故C错误；
D．在原电池中，正极得电子发生还原反应， 作氧化剂，被还原为Ag，故D正确；
答案选C。
4．（2021·福建漳州·高一期末）下面是几种常见的化学电源示意图，下列说法错误的是
A．上述化学电源分别属于一次电池、二次电池和燃料电池
B．锌锰干电池在长时间使用后，锌筒被破坏
C．铅蓄电池可用于手提电脑等电子设备
D．氢氧燃料电池中负极通入氢气，发生氧化反应
【答案】C
【解析】A．干电池是一次性电池，铅蓄电池是可充电电池属于二次电池，氢氧燃料电池属于燃料电池，
故A正确；
B．锌锰干电池中，Zn作负极，使用过程中失去电子变为Zn2+，则长时间使用后锌筒被破坏，故B正确；
C．铅蓄电池比能量低、笨重，手提电脑等电子设备需要小型化、工作寿命长、自放电率低、记忆效应低、
不需要维护的电池，所以铅蓄电池不可用于手提电脑等电子设备，故C错误；
D．氢氧燃料电池中负极上通入氢气，失电子，发生氧化反应，故D正确；
故选C。
5．（2021·陕西韩城·高一期末）化学电源在日常生活和高科技领域中都有广泛应用。下列说法中不正确的
是
A．化学电池能将化学能转化为电能B．铅蓄电池能无限制地反复充电、放电
C．燃料电池是一种高效且对环境友好的新型电池
D．普通锌锰干电池属于一次电池
【答案】B
【解析】A．化学电池能将化学能转化为电能，A项正确；
B．理论上铅蓄电池可以无限制地反复放电、充电，但实际上充电电池的使用有一定年限，B项错误；
C．燃料电池的能量转化率高，反应产物不污染环境，故其是一种高效且对环境友好的新型电池，C项正
确；
D．普通锌锰干电池属于一次电池，D项正确；
答案选B。
6．（2021·黑龙江·哈尔滨市第六中学校高一期末）酸性锌锰干电池是一种一次电池，外壳为金属锌，中间
是碳棒，其周围是碳粉、MnO 、ZnCl 和NH Cl等组成的糊状填充物，该电池在放电过程产生MnOOH，
2 2 4
回收处理该废电池可得到多种化工原料，有关数据表所示：
溶解度/(g/100g水)
温度/℃
0 20 40 60 80 100
化合物
NH Cl 29.3 37.2 45.8 55.3 65.6 77.3
4
ZnCl 343 395 452 488 541 614
2
回答下列问题：
(1)该电池的正极反应式为 ___________。
(2)维持电流强度为0.5A，电池工作五分钟，理论上消耗Zn___________g．(已知Q=It，F=96500C/mol)
(3)废电池糊状填充物加水处理后，过滤，滤液中主要有ZnCl 和NH Cl，二者可通过___________分离回收。
2 4
(4)滤渣的主要成分是MnO 、___________和___________，欲从中得到较纯的MnO ，最简便的方法是
2 2
___________，其原理是___________。
【答案】（1）MnO ＋e-＋H+=MnOOH
2
（2）0.05g
(3加热浓缩、冷却结晶
(4碳粉 MnOOH 在空气中加热 碳粉转变为CO，MnOOH氧化为MnO
2 2
【解析】(1)该电池的正极发生还原反应，MnO 被还原生成MnOOH，电极方程式为MnO +H++e-
2 2
=MnOOH，负极锌被氧化生成Zn2+，电池总反应式为2MnO +Zn+2H+=2MnOOH+Zn2+，故答案为MnO +H+
2 2+e-=MnOOH；
(2)电池工作5分钟，通过的电量Q＝0.5A×5min×60s/min＝150C，因此通过电子的物质的量n(e－)＝Q/F＝
150C/96500C/mol＝1.554×10－3mol，则理论消耗Zn的质量是m(Zn)＝1.554×10-3mol/2×65g/mol＝0.05g，故
答案为0.05。
(3)由于ZnCl 的溶解度受温度影响较大，而NH Cl的溶解度受温度影响较小，所以可采用加热浓缩、冷却
2 4
结晶的方法分离氯化锌和氯化铵混合物；故答案为：加热浓缩、冷却结晶；
(4)根据废电池糊状填充物中碳粉和MnO 及正极放电产生的MnOOH都不溶于水，可确定滤渣的主要成分；
2
碳粉在足量氧气中燃烧转变为CO，MnOOH在足量氧气中燃烧转变为MnO ，因此得到较纯的二氧化锰最
2 2
简便的方法是在足量空气或氧气中燃烧滤渣，故答案为：碳粉；MnOOH；在空气中加热；碳粉转变为
CO，MnOOH氧化为MnO 。
2 2
7．（2021·四川南充·高一期末）现代生产、生活和国防中大量使用电池，各种电池应运而生。请回答下列
问题。
(1)碱性锌锦干电池是应用广泛的一次电池。总反应Zn+2MnO +2H O=2MnO(OH)+Zn(OH) 该电池的负极材
2 2 2
料是_______，负极电极反应式是_______。
(2)铅蓄电池工作时的总反应为Pb+PbO+2H SO =2PbSO+2H O，电池在工作时，PbO 电极附近溶液的酸性
2 2 4 4 2 2
将_______(填“增强”、“减弱，'或“不变”)；若该电池反应转移了0.2mol电子，则正极电极理论上增重
_______g。
(3)氢氧燃料电池是一种将化学能转化为电能的高效、环境友好的发电装置。该电池的构造如图所示，请回
答：
电极a为该电池_______(填“正极”或“负极”)，电极b的电极反应为_______。
(4)某实验小组依据氧化还原反应：_______(用离子方程式表示)设计的原电池装置如图，反应前，两电极质
量相等，一段时间后，两电极质盘相差12g，导线中通过_______mol电子。【答案】(1)Zn Zn-2e-+2OH-=Zn(OH)
2
（2）减弱 6.4 g
（3）负极 O+4e-+2H O=4OH-
2 2
（4）Fe+Cu2+=Fe2++Cu 0.2
【解析】(1)碱性锌锦干电池总反应Zn+2MnO +2H O=2MnO(OH)+Zn(OH) ，反应中还原剂是锌，失电子发
2 2 2
生氧化反应，该电池的负极材料是Zn，负极电极反应式是Zn-2e-+2OH-=Zn(OH) 。故答案为：Zn；Zn-2e-
2
+2OH-=Zn(OH) ；
2
(2)铅蓄电池工作时的总反应为Pb+PbO+2H SO =2PbSO+2H O，电池在工作时，正极反应式为PbO +SO
2 2 4 4 2 2
+4H++2e-=PbSO+2H O，消耗氢离子，PbO 电极附近溶液的酸性将减弱(填“增强”、“减弱，'或“不变”)；
4 2 2
由电池反应可知消耗2mol酸转移2mol电子，正极电极理论上增重64g，若该电池反应转移了0.2mol电子，
则正极电极理论上增重6.4g。故答案为：减弱；6.4；
(3)电极a上氢气失电子，发生氧化反应，为该电池负极(填“正极”或“负极”)，电极b氧气得电子，发
生还原反应，电极反应为O+4e-+2H O=4OH-。故答案为：负极；O+4e-+2H O=4OH-；
2 2 2 2
(4)Fe为负极，发生：Fe-2e-=Fe2-，石墨为正极，发生Cu2++2e-=Cu，总反应式为Fe+Cu2+═Fe2++Cu；一段时
间后，两电极质量相差12g，
导线中通过0.2mol电子。故答案为：Fe+Cu2+=Fe2++Cu；0.2。倒卖拉黑不更新，淘宝唯一免费更新店铺：知二教育
